内外接法、限流分压式的选择

1、电学实验基础基础用电压表测被测量电阻两端的电压用电流表测流过被测量电阻电流一、伏安法测电阻内外接法的选择“同一性同一性”“同时性同时性”电学实验基础知识由于电流表分压引起的。误差产生的原因误差产生的原因: : 若 时，采用电流表内接法由于电压表分流引起的 。误差产生的原因误差产生的原因 ：内接法内接法RXVARXAV 外接法外接法若 时，采用电流表外接法。R测R真R测R真1、采用电流表内接法的条件：RxRA采用电流表外接法的条件：RvRx电流表内、外接判断方法用试触法进行判断当 （即 )时用内接法2、当不满足RxRA和RvRx关系时当 （即 )时用外接法当 时，用内、外接法均可3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时试触法b.选择方法：将电压表分别接a、b两点结论：两次接触，那个表示数变化明显 , Rx就与那 个表“近接”a.条件：未给出RX的估计阻值RXVAPab如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强 如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强 ，不满足，不满足R RX XRRA A, ,应选用内接法应选用内接法P P 应接在应接在b b 处。 处。 比较项较项 目电电

2、流表内接法电电流表外接法电电路误误差来源 测测量结结 果 适用条件实验电路（电流表内外接法）选择的依据 R测U/IRx 偏大R测U/IRx 偏小电流表的分压电压表的分流1）、限流式：2）、分压式：AVRXRLAVRLRX二、滑动变阻器的两种接法优点：电路简单，省电 不足：电压不能从零开始优点：电压能从零开始 不足：电路复杂，费电电学实验基础知识负载RX的电压调节范围(1) (1) 限流电路限流电路在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大RXPab ERr=0如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始 如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始 连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻 器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连 成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时 应从节省电能（ ）和电路简单考虑，选用限应从节省电能（ ）和电路简单考虑，选用限 流电路。流电路。 (2) (2) 分压电路分压电路RXPabER r= 0负

3、载RX的电压调节范围0-E在合上开关以前，一定要 使滑动变阻器滑动头的初始位 置置于a端以使负载上的电 压和电流最小（均为零）要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要 要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要 求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始 连读可调，应选分压电路。连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值如果滑动变阻器的全阻值 比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电 压有较大变化，应选分压电路压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时如果采用限流电路时 ，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或 电流表的量程，应选分压电路电流表的量程，应选分压电路比较项较项 目限流式接法分压压式接法 电电路电压调节电压调节 的 范围围 电电流调节调节 的 范围围 电电能损损耗电电路连连接控制电路（滑动变阻器的接法）的比较：EIR 电源负担轻E（IR+Iap） 电源负担重简便复杂控制电路选择方法及所应电阻的选择 限流接法（ 通

4、常情况 ）电流、电压能达到要求的调节范围；不超过测量仪表的量程，不超过各元件允许的最大电流。可见滑动变阻器的总阻值 可见滑动变阻器的总阻值R R越大，电阻越大，电阻R RX X两端电压两端电压 的变化范围越大。变阻器总阻值的变化范围越大。变阻器总阻值R R 是是R Rx x的的2-52-5倍时，倍时， 限流接法对电流、电压控制作用显著，这样既便于调节限流接法对电流、电压控制作用显著，这样既便于调节 , ,用电器两端电压变化范围又比较大用电器两端电压变化范围又比较大. .控制电路选择方法及所应电阻的选择 分压接法： （三种特殊条件 ）a 、要求某部分电路的电压或电 流从零开始连续可调。b、采用限流接法时无论怎样调 节滑动变阻器，电路中的电流 （电压）都会超过电表量程或 元件允许的最大电流。c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利 于测量获得多组数据。 滑动变阻器的总阻值 滑动变阻器的总阻值R R越小，越便于调节用电器两端电压越小，越便于调节用电器两端电压 一般一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻, , 在在0.10.1 0.50.5倍之间倍之间

5、为好为好。例1.用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器 材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为 0.6A，内阻接近1，伏特表的量程为3V，内阻为5K; 电源的电动势为6V，变阻器的阻值为020 。在闭合 电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电 阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：+-RXAV+例2：有一个电阻Rx，其阻值大约是25k ，可供选择 的器材是： 电流表A1 (0-100A, 2k) 电流表A2 (0-500A, 300) 电压表V1 (0-10V, 100k） 电压表V2 (0-50V, 500K） 直流稳压电源 E（15V，1A） 滑动变阻器 R (1k, 1W) 电键K和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能 准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。 解：（解：（1 1）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择 由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动 变阻器必须用分压器接法。变阻器必须用分压器接法。 若电压表选若电压表选V V2

6、 2（50V50V），），因为电源电压因为电源电压15V15V不足其量程不足其量程 的的1/31/3，所以电压表应选，所以电压表应选V V1 1（10V10V）。）。+（2 2）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择 实验电路图实验电路图E=15V25K1K RXA2V1因为因为R RX X=25K=25KR RA A=300=300，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻R RX X中的最大电流为中的最大电流为 I Imaxmax= 10V /25K = 0.4mA = 400A= 10V /25K = 0.4mA = 400A所以电流表选所以电流表选A A2 2（500 A 500 A ）A1例3某电压表的内阻在2050k之间,现要测量其内 阻,实验室提供下列可选用的器材: 待测电压表V(量程3V) 电流表A1(量程200A ) 电流表A2(量程5mA) 电流表A3(量程0.6A) 滑动变阻器R(最大阻1K) 电源(电动势4V) 电键K. (1)所提供的电流表中,应选用_(填写字母代号). (2)为了尽量减小误差,

7、要求测多组数据.试在方框中画出 符合要求的实验电路图VA1 解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范 围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于 电压表中通过的最大电流为电压表中通过的最大电流为I Imaxmax= 3V/20K = 150= 3V/20K = 150 A A，因此电，因此电 流表应选用流表应选用A A1 1例4 （实验设计）有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用 个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流 A被测电流表A1：满偏电流约700800 ，内阻约100， 刻度均匀、总格数为N B电流表A2：量程0.6A，内阻0.1 C电压表V：量程3V，内阻3k D滑动变阻器R1：最大阻值200 E滑动变阻器R2：最大阻值1k F电源E：电动势3V、内阻1.5 G开关一个 （1）在自己的草稿本上画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁 标上题目所给的字母序号（2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的 指针偏转了n格，可算出

8、满偏电流Ig=_，式中除N、 n外,其他字母符号代表的物理量是_ 例5有一个电阻Rx，其阻值大约在4050之间，现 要进一步测量其电阻，手边现有器材如下： 电源E（电动势12V，内阻为0.5）； 电压表（0-3-15V，内阻约为10k）； 电流表（0-0.6-3A，内阻约为1）； 滑动变阻器R1（阻值0-10，额定电流2A）； 滑动变阻器R2（阻值0-1700，额定电流0.3A）； 电键K和导线若干. 电压表的量程应选 ，电流表的量程应选 ，滑动 变阻器应选用 。 请画出实验电路图。（1）15V，3A，R1 (2)分压器接法，电流表外接法 【例题6】（2006年全国、）现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有：待测电压表 （量程2V，内阻约4k）；电流表 （量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV =_。VVA【命题意图】本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。R1SEAVA2A1A2A1Rx 三、伏安法测电阻之发散思维2 2“ “安安法安安法” ”电流表的创新使用测电压条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用1 1“ “伏安法伏安法” ”测电压表的电阻测电压表的电阻 VA 电压表（电流表）是一个能读出其 两端电压（通过其电流）的电阻没有系统误差没有系 统误差此电路能否测量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量没有系 统误差电学实验基础知识V1v2Rx V2 v1 3 3“ “伏伏法伏伏法” ”电压表的创新使用测电流条件

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